多波束与侧扫声呐在水下探测中的应用

发布时间：2021-03-06 17:59

　　多波束探测与侧扫声呐扫测作为水下障碍物探测的2种常用技术手段各有优势。就多波束探测技术而言,其优势在于通过获得精确的水深数据,实现水下障碍物的精准定位。侧扫声呐在大范围快速获取地貌性质、形状判断中优势更显著。基于此,该文以某水库救援项目为研究案例,对水下障碍物侧扫声呐扫测和多波束探测的具体应用过程进行分析。结合这2种技术对水下地形环境、水下地貌进行描绘,可以实现高效互补,从而获得精确的水下地形数据和水底地貌影像。 

【文章来源】：中国新技术新产品. 2020,(10)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

多波束测深原理

采用侧扫声呐系统进行水下障碍物测量时，系统换能器能向两侧水底发射出超过100 kHz的声波，该声波无穿透能力，因此回波信号较强，且完全来源于水底面的反射。采用换能器接受并处理返回波束，按照强度、时间对返回波束进行处理，可获得具体的像素值。就返回波束强度而言，其不仅包含了水底起伏信息，而且还涉及水底底质信息。通常，回波束信号较强的区域，其水底较为坚硬、粗糙。而回波束信号较弱的地区，水底较为柔软、平坦或呈下凹趋势。回波信号经由工作站进行处理，最终形成侧扫声呐图像（如图2所示）。需注意的是，侧扫声呐采用的是斜距成像原理，其数据的采集过程较为特殊，这使得在形成侧扫声呐图像的过程中，图像是按照发射Ping排列的扫描序列图像转换而来，因此存在一定的缺陷。如速度失真、斜距变形、目标距离变形、水底坡度变形等，此外，侧扫声呐图像还容易出现双曲变形、随机变形和拖鱼高度变化引起的变形等缺陷。可见侧扫声呐系统不具备整体的地理方位和可量测性，其在反应水底对象的空间分布状况的能力上还有待提高[3]。

多波束系统安装示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]一型海上支持/维护船安装深水多波束的可行性研究[J]. 殷宪峰.  中国水运. 2020(05)
[2]依赖多波束合成孔径侧扫声纳图像的海底障碍物研究[J]. 马深.  电子测量技术. 2020(05)
[3]海洋物探技术在近岸海底礁石探测中的应用[J]. 张惟河.  中小企业管理与科技(上旬刊). 2020(03)
[4]多波束与侧扫声纳在水下障碍物探测中的综合应用[J]. 别伟平,郭志勇,于永宽.  港工技术. 2019(S1)



本文编号：3067547